2024年12月 西班牙核電廠的 除役經驗
西班牙核能發電現況
•西班牙目前有7座反應爐，發電量約占全國1/5。
•第一座商用反應爐於1968年開始運轉。
•根據西班牙的非核政策，國內的核電廠預計於2035年全數關閉。
截至2021年底，西班牙電力的裝置容量為113百萬瓩(GWe)，其中核電占7.1百萬瓩。由於西班牙與歐盟的電網分離，少量電力可以與法國進行交易，因此電力的自給自足是政策考量的重要因素。
西班牙核電機組分布圖(圖片來源：WNA)
放射性廢棄物管理
Enresa（EmpresaNacionaldeResiduosRadiactivosSA）成立於1984年，是一家國有公司，負責放射性廢棄物管理和核電廠除役。它現在是西班牙核燃料循環中唯一的國有部分。該公司制定放射性廢棄物整體規劃，並於1999年獲得國會批准。以核電廠40年的運轉壽命為基礎，滿足管理近200,000立方公尺低放射性廢棄物和中放射性廢棄物，以及10,000立方公尺用過核燃料和其他高放射性廢棄物的需求。
西班牙的廢棄物管理和除役，是由Enresa依每度6.6歐元(約新台幣230元)課取的電力銷售稅提供資金。據報導，截至2019年4月，其資金約為58億歐元(約新台幣2,030億元)，而到2070年除役所需資金估計為130億歐元(約新台幣4,550億元)。
除役
在西班牙，一旦核電廠關閉並獲得除役許可，所有權就會從電廠擁有者和運轉商轉移到Enresa手中，負責放射性廢棄物的長期管理以及核電廠除役。
Enresa提供基本的公共服務－－收集、處理、管理和貯存西班牙境內任何地方產生的放射性廢棄物。其使命是保護人類和環境免受放射性廢棄物的侵害。Enresa也負責核子與放射性相關設施的除役與拆除，以及鈾礦的環境復育。
范德洛斯(Vandellos)核電廠1號機組是48萬瓩的法國氣體石墨反應爐(UNGG)，在西班牙核電機組分布圖(圖片來源：WNA)運轉18年後於1990年中期關閉，原因是渦輪機起火，導致該廠的維修成本不符經濟效益。2003年，Enresa完成了反應爐除役與拆除工程的第二階段，這使得大部分廠區得以釋出。這項計畫為期63個月，耗資9,300萬歐元(約新台幣32億5,500萬)。在安全貯存30年後，放射性水平減少95%時，核電廠的剩餘部分將被移除。
2006年4月，荷西卡布雷拉（佐里塔）〔JoseCabrera(Zorita)〕核電廠的14.2萬瓩壓水式反應爐在運轉38年後關閉。從2010年開始，Enresa在8年內拆除了這座核電廠，按照規劃並在預算範圍內完成。以2016年價格計算，總成本估計為1.5億歐元(約新台幣52.5億元)。電廠大約4%的組成材料需要視作放射性廢棄物加以處理，其餘部分可以回收再利用，包括43噸的內部組件；用過核燃料則貯存在現場。核電廠最後一座大型建物—渦輪機廠房的拆除，已於2022年6月完成。
聖瑪麗亞德加羅尼亞(SantaMariadeGaroña)核電廠是一座早期沸水式反應爐(BWR-3型號)，淨容量為44.6萬瓩，自1971年開始運轉，在運轉41年後於2012年12月關閉。Nuclenor公司代表其所有者負責營運聖瑪麗亞德加隆尼亞核電廠，機組的拆除工作於2023年7月開始，不過，近年來，西班牙民間有重啟這座核電廠的呼聲。下方表格分別說明西班牙除役中核電廠的概況：
范德洛斯核電廠1號機組的除役概況
范德洛斯核電廠1 號機組拆除前的景象 ( 圖片來源：Enresa 公司)
范德洛斯核電廠1 號機組拆除後的景象 ( 圖片來源：Enresa 公司)
范德洛斯1號機組的關閉和拆除樹立了國際標竿。2003年，依照國際原子能總署(IAEA)的規範，兩階段的除役工作順利完成，包括拆除反應爐容器外部的所有建築物、系統和設備。
已經移除核燃料的反應爐容器將被密封，並保持這種狀態安全貯存25年。在此期間，其內部結構的輻射會自然下降，有利於未來在最佳安全條件下，以盡可能低的經濟成本進行徹底的拆除。
逐步拆除和關閉
根據國際原子能總署的指導方針，范德洛斯核電廠1號機組拆除與除役計畫包括以下幾個部分：
第一期—準備階段（調整行動）（1991-1997）這個階段的準備工作由業主Hifrensa公司執行，從1990-1998年，包括：從廠區移出用過核子燃料，並送至法國進行再處理；移除運轉期間的廢棄物並暫時貯存在筒倉中；先行拆除一部分不再需要的一般性設備或系統，如氣體貯存槽或汽渦輪機的發電機組，以及核子設施除役程序審核及責任權轉移給Enresa的準備工作。
第二期—結構物除役與準備安全貯存 這個階段的工作已由Enresa負責執行，期間從1998-2003年，陸續拆除所有的建築物、系統管路、以及設備組件，除了反應爐主體以外。拆除工作分成兩階段進行：
•第一階段（1998年2月-1999年2月）進行的工作包括：設定廠區中放射性區域解體工程的範圍，並拆除、移除不再需要的一般性設備及建築。
•現場已準備好進行拆除工作。
•不必要的一般結構從現場拆除。
•第二階段（1999年3月-2003年6月）
這段時間進行的工作包括：執行其他放射性區域的拆除計畫，並以一般方法進行管理。一般廢棄物被轉移到回收中心和專門的垃圾掩埋場；另外中、低放射性廢棄物再經過封裝處理後，送至埃爾卡布里爾(ElCabril)處置設施；而一般性廢棄物經判別後可進行回收。反應爐主體將被保留並以水泥及建築屏蔽封存，並透過分類與適當切割可減少高放射性廢棄物的數量。完成第二階段的作業後，剩餘未拆除及釋出的建築由Enresa持續監控輻射劑量，進入安全貯存狀態約持續25年，等待輻射劑量降低至初始值數值的5%，再進行最後階段的拆除作業。
第三期—反應爐槽除役
核電廠除役的最後階段，將由Enresa在過渡期結束時（從2030年開始），將會進行最後階段，包括：拆除反應爐容器和所有內部結構。之後，該廠區將可完全復原、釋出。
荷西卡布雷拉核電廠的除役
范德洛斯核電廠1號機組的除役和拆除過程( 圖片來源：Enresa 公司)
荷西卡布雷拉核電廠位於瓜達拉哈拉(Guadalajara)省中部，馬德里西方，鄰近塔霍(Tajo)河，是西班牙第一座核電廠，於1968年4月20日投入營運。這是西班牙首次完全拆除核電廠，且採取立即拆除策略；再者，妥適的廢棄物規劃與管理，是本案除役作業兩大重點。
2006年至2009年間，操作人員負責進行拆除前的準備行動，主要包括用過核燃料的管理和廢棄物的處理。在完成前期行動並獲得部長授權後，2010年2月11日，荷西卡布雷拉核電廠的所有權移交給Enresa，用於執行拆除和除役計畫。
拆除和關閉計畫
自2006年停止運轉以來，Enresa繼續為荷西卡布雷拉核電廠的拆除和關閉計畫準備管制文件。同時，也詳細設計專案期間將進行的行動。
Enresa將拆除工程視為一種工業程序，以便完全釋出廠區，並對產生的材料進行適當的管理。待執行的任務包括：一般組件的清除、放射性組件的拆除、建築物的除污和拆除，以及廠區環境的復原與釋出等。荷西卡布雷拉核電廠關閉和除役計畫，都優先考量工作人員的安全以及公眾與環境的保護。所有行動都經過嚴格的規劃和控制，同時考量到任何一般行業會有的典型職業風險，以及放射性風險。
準備工作
在2010年至2011年的初始階段，有必要對核電廠的各種輔助系統和設施進行改造，以使其功能適應拆除過程中將進行的新行動。最重要的行動之一是拆除原有設備，隨後將渦輪機廠房改造成新的輔助除役大樓，在那裡對拆除圍阻體的廢棄物進行處理和暫時貯存。此外，也採取多種行動，以降低未來工作進行過程中的風險，也避免干擾。一般組件的拆解核電廠的一般建築和設施因不再需要而拆除，目前拆除進度98%以上。
迄今為止，以下區域的組成部分已被拆除：
•柴油廠房。
•冷卻水塔。
•電氣大樓和舊控制室。
•電力變壓器區域。
•放射性組件的拆除
荷西卡布雷拉核電廠的除役和拆除過程( 圖片來源：Enresa 公司)
在冷卻塔移除後，將原址改建為低放射性廢棄物暫存場。充分利用現有廠區與建築物進行除役。拆除作業若無充分貯存場所，恐將影響除役作業的進度。
與先前的拆除工程相比，位於圍阻體建築內的核電廠主迴路組件的拆除，構成一項與眾不同的行動。最複雜的行動之一，是內部組件和反應爐容器的水下切割、分解。這些操作是透過使用遠端遙控操作切割工具，在舊的用過核燃料池中進行。
由於其獨特性，這些行動引起了技術界的興趣。許多國內外的機構與公司，約有6,000人實地參觀，瞭解這項計畫相關工作的執行方式。同時也在執行除役作業的輔助廠房內建構虛擬實境系統，讓參訪者可藉由虛擬實境系統「進入」限制區域，瞭解限制區域內的除役作業狀況。
除役期間，該電廠積極展現引用新科技輔助除役工作的決心，邀請大學教授及研發團隊介紹配合除役所研發的4D技術。所謂4D，就是將傳統3D技術結合除役工作計畫，如此不但可用於人員訓練、輻防管控、公眾溝通，減低除役成本，更能做進度的掌控。此外，也利用無人機進行輻測量測作業。但有些問題仍需要克服，因此尚在研發階段。
反應爐容器和內部組件的水下切割過程
主迴路的其餘大型組件（蒸汽產生器、主泵和加壓機）已就地拆除。同時，廢棄的放射性設備與系統已從圍阻體和輔助建築的不同場所拆除。
建築物的除污和拆除
一旦組件被拆除，對不同放射性建築物的表面（牆壁和地板）進行除污的任務就開始了。在確認表面不存在殘留污染後，再使用一般技術拆除不同的建築物和基礎設施。
該電廠圍阻體建築的拆除工作已於2019年11月開始，圍阻體穹頂部分(直徑8公尺、厚16公分、重5.2噸)，已被切割與拆除。Enresae表示，目前已使用總共9,500立方公尺選定的土壤，來填平圍阻體建築物被完全拆除後所留下的坑洞。據稱，共有850輛卡車參與裝卸。工程作業後進行相應的濕度、密度與壓實度測試，並取得了滿意的結果。
該電廠最後一座由鋼筋混凝土建造、30公尺高的渦輪機廠房，已於2022年6月拆除完成。目前除役工作已進入尾聲，相關主要組件的拆除及除污均已完成，目前逐步進行外圍建築物及輔助廠房等附屬設施的拆除工作。
物料管理
材料管理是一項基本行動，在拆除的所有階段都需要維護，透過促進分類和回收政策來減少待處理的廢棄物量。在荷西卡布雷拉核電廠整個拆除工程中，預計將管理約141,000噸材料，其中10%至15%被歸類為放射性廢棄物，非放射性廢棄物總量約85%。一般材料根據其性質將被運送到專門的處理廠。同樣，極低、低和中放射性廢棄物也會定期送往埃爾卡布里爾處置設施。
荷西卡布雷拉核電廠原本圍阻體所在地（圖片來源：Enresa 公司)
聖瑪麗亞德加隆尼亞核電廠( 圖片來源：維基百科)
廠區復原
為將廠區復原到初始狀態，西班牙核安委員會（CSN）所核准的場址復原計畫，將確保待釋出的土地沒有殘留放射性。在最後階段，將在場址歸還給其土地所有者前，完成場址清理與最終特徵描述，並提出除役聲明的申請。
聖瑪麗亞德加隆尼亞核電廠的除役與拆除
聖瑪麗亞德加隆尼亞核電廠是西班牙的第一座核電廠，於1971年至2012年間運轉，屬於Nuclenor公司所有，該公司是由Iberdrola和Endesa兩家電力公司合資而成。
聖瑪麗亞德加羅尼亞核電廠在1971年3月首次併網發電，運轉超過41年，是西班牙役齡最長的核電廠。由於其營運商Nuclenor公司反對一項新稅，導致這座核電廠於2012年停止運轉。儘管西班牙核安委員會已經宣布，如果進行技術升級改造，這座核電廠可以運轉到2019年，但Nuclenor公司董事會未能就重新啟動這座核電廠達成協議。
2012年9月，Nuclenor公司錯過了為聖瑪麗亞德加羅尼亞核電廠提交運轉許可執照換發申請的截止日期。因此，這座電廠必須在2013年7月6日執照到期時關閉。但是，為了避免繳納一項需要追溯至一整年的新稅費，聖瑪麗亞德加羅納核電廠於2012年12月中旬關閉。導致這座44.6萬瓩的沸水反應爐提早進入除役階段。
該電廠所有權移轉給Enresa之前的行動，已在2019年至2023年期間進行。這些工作基本上包括進行排放、改造系統與設施，以及對設施進行實體和放射性特性調查，並提交進行該專案的所有必要的許可文件。
拆除和關閉計畫
預計拆除工期約10年。該廠選擇的除役策略是立即除役，預計將分為兩個階段：
第一階段（2023-2026年），渦輪機廠房的系統、結構和組件將被拆除，並改建為新的輔助除役大樓。在進行這些工作的同時，用過核燃料將從冷卻池轉移到位於設施東部區域的獨立中期貯存場（ATI）。
隨後，在第二階段（2026-2033年），將燃料置於反應爐廠房外，最終拆除放射性建築，繼續進行除污、解除管制和拆除，最後完成廠區的復原。這兩個階段在時間上是連續的，並且有單獨的行政授權。
聖瑪麗亞德加隆尼亞核電廠的除役和拆除過程( 圖片來源：Enresa 公司)
主要工程數據
計畫啟動：2023年7月19日
第一階段：大約持續3年
行動：用過核燃料管理、主要放射性迴路除污以及渦輪機廠房大型零件的拆除，使其具有新的廢棄物處理功能。
第二階段：大約持續7年
行動：主要組件（包括反應爐容器和內部組件）的拆除，清除任何可能的放射性污染後拆除建築物，以及復原廠區。
成本：4.75億歐元(約新台幣166億2,500萬)。
就業：約200-300名工人。二期工程初期高峰時約有300多名工人，在場地復原階段將會減少。
物料：第一階段需要管理的材料總量為5,718噸。其中有4,027噸放射性廢棄物：
•244噸中、低放射性廢棄物（RBMA），將被送到埃爾卡布里爾貯存設施。
•1,721噸極低放射性廢棄物（RBBA），同樣被送往埃爾卡布里爾貯存設施。
•2,062噸可解除管制的材料（可回收）。
•1,691噸建築類廢棄物（其中約586噸將回收）。
此外，在此階段，49個用過核燃料貯存容器將在該設施中裝桶，並進行管理。運輸：極低、低和中放射性廢棄物的運輸是以公路進行。法規、包裝和車輛都證明其安全性，經過超過400萬公里的經驗，從未發生過任何放射性影響的事件。
結語
上述西班牙這幾座核電廠的除役規劃、執行、放射性廢棄物管理等經驗非常完整，是目前國際上十分值得參考及學習的除役中核電廠。核子設施生命週期後端作業包括核電廠除役、放射性廢棄物處理與處置、用過核燃料乾式貯存、用過核燃料再處理…等，所需的跨領域專業團隊人力需要長期培育及整合管理。我國正研擬成立專責機構，以統合放射性廢棄物處置業務。西班牙的核後端業務由國營企業Enresa統籌規劃執行，包括核能後端基金管理、放射性廢棄物處置、核電廠除役等，Enresa能充分整合電廠除役時的減廢措施，且廢棄物包裝也能配合後續處置作業管理，其整套制度值得我國研析借鏡。
參考資料：
1.NuclearPowerinSpain,https://world-nuclear.org/information-library/country-profiles/countries-o-s/spain
2.DesmantelamientodelaCNVandellósI,ENRESA,https://www.Enresa.es/esp/inicio/actividades-y-proyectos/desmantelamiento-y-restauracion-ambiental/desmantelamiento-de-la-cnvandellos-i
3.DesmantelamientodelacentralnuclearJoséCabrera,ENRESA,https://www.Enresa.es/esp/inicio/actividades-y-proyectos/desmantelamiento-y-restauracion-ambiental/desmantelamiento-de-la-cn-josecabrera
4.MilestoneinrestorationofZoritaplantsite,https://www.world-nuclear-news.org/Articles/Milestone-in-restoration-of-Zoritaplant-site
5.DesmantelamientodelacentralnuclearSantaMaríadeGaroña,ENRESA,https://www.Enresa.es/esp/inicio/actividadesy-proyectos/desmantelamiento-y-restauracion-ambiental/desmantelamientode-la-cn-sta-m-de-garona
6.除役國際經驗/西班牙，台電核能後端專屬網站,ttps://nbmi.taipower.com.tw/decommission/18/
7.赴西班牙參加核電廠除役技術訓練及參訪Zorita、ElCabril核能設施出國報告，核能研究所，103年5月8日
8.赴西班牙參加OECDNEA核設施除役技術合作計畫第64次除役諮詢小組會議(CPDTAG)，台灣電力公司，107年6月28日
出處:核後端雙月刊第24期
